CN106163669A - 离心分离装置、离心分离方法及分离容器 - Google Patents

离心分离装置、离心分离方法及分离容器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及离心分离装置、离心分离方法及分离容器，更具体涉及一种利用离心力分离体液及组织内物质的离心分离装置，离心分离装置包括：分离容器，用于填充、分离及清洗给定的体液及组织，并以给定的旋转中心轴为中心进行圆周运动；供给部，与分离容器连接并用于向分离容器内供给清洗液；排出部，与分离容器连接并用于排出通过离心分离而分离出的物质；阀，用于控制供给部及排出部与分离容器之间的流通；驱动装置，用于使分离容器、供给部及排出部以给定的旋转中心轴为中心旋转并以相对于分离容器、供给部及排出部垂直的方向设置；以及控制装置，用于控制驱动装置的驱动，分离容器包括：活塞，以旋转中心轴为中心被配置在外侧部；以及弹性部，被配置在活塞的外侧并沿与离心力相反的方向对活塞施加压力。

Description

离心分离装置、离心分离方法及分离容器
技术领域
本发明涉及一种离心分离装置、离心分离方法及分离容器，更详细而言，涉及一种在旋转过程中能够同时实现组织内物质的离心分离、物质排出和物质清洗的离心分离装置、离心分离方法及分离容器。
背景技术
为了从脂肪组织等给定组织中分离特定细胞或物质等，目前采用的是离心分离器。这种离心分离器为利用离心力来分离组织内的细胞或物质等的装置，该离心分离器的结构及操作比较简单且容易分离物质，从而被广泛使用。
在如上所述的离心分离器中使用给定的分离容器(bowl)，所述分离容器收容给定组织并被设置为能够旋转，从而能够执行离心分离。在这种分离容器内收容组织，随着所述分离容器的旋转，组织内的物质受到离心力，由此实现物质的分离。
但是，所述离心分离器有可能发生如下的问题：由于在离心分离之后排出物质的过程中停止分离容器的旋转，因此会中断对通过离心分离而分离出的物质施加的离心力，从而导致分离出的物质再混合。此外，还发生如下的问题：在停止旋转之后应执行物质的排出，并在需要用于清洗进一步分离出的物质的清洗过程的情况下，操作过程变得复杂且效率降低。
发明内容
技术问题
本发明为了解决前述的问题而提出的，其目的在于提供一种离心分离装置，所述离心分离装置在进行用于物质的离心分离的旋转的过程中实现物质的排出和清洗，无需为了物质排出而停止旋转，并且不需要用于清洗的其它操作。
技术方案
根据本发明的一实施例的离心分离装置为利用离心力来分离体液及组织内的物质的离心分离装置，所述离心分离装置包括：分离容器，用于填充、分离及清洗给定的体液及组织，并被设置为以给定的旋转中心轴为中心进行圆周运动；供给部，与所述分离容器连接并用于向所述分离容器内供给清洗液；排出部，与所述分离容器连接并用于排出通过离心分离而分离出的物质；阀，用于控制所述供给部及所述排出部与所述分离容器之间的流通；驱动装置，用于使所述分离容器、所述供给部及所述排出部以给定的旋转中心轴为中心旋转，并以相对于所述分离容器、所述供给部及所述排出部的垂直方向设置；以及控制装置，用于控制所述驱动装置的驱动，
其中，所述分离容器包括：活塞，以所述旋转中心轴为中心被配置在外侧部；以及弹性部，被配置在所述活塞的外侧并沿与离心力相反的方向对所述活塞施加压力。
优选地，所述控制装置被设置为通过控制所述驱动装置的驱动来调节所述分离容器、所述供给部及所述排出部的旋转速度。
优选地，当所述驱动装置的旋转速度增加时，分离容器的活塞沿离心力方向移动，从而使清洗液从供给部移动及填充到分离容器中，当所述驱动装置的旋转速度减少时，所述弹性部使所述分离容器的活塞沿与离心力相反的方向移动，从而使所述分离容器内的分离出的物质排出到排出部。
优选地，所述分离容器包括与所述排出部连接并能够排出物质的排出口，所述排出口以所述旋转中心轴为中心被配置在内侧。
优选地，所述分离容器具备活塞固定部，所述活塞固定部限制由所述弹性部引起的所述活塞的变位，使得所述活塞被固定在给定位置上。
优选地，当所述活塞到达给定位置时，所述活塞固定部通过对所述活塞的约束来固定活塞的位置，当通过所述驱动装置的驱动而施加离心力时，所述活塞固定部解除所述约束。
优选地，所述分离容器、所述供给部及所述排出部被配置在给定的平面上，所述旋转中心轴相对于所述平面垂直延伸，所述分离容器具备两个用于形成所述分离容器的第一容器，两个所述第一容器被配置为以旋转中心轴为中心彼此对称，所述供给部及所述排出部具备两个第二容器，两个所述第二容器被配置为以所述旋转中心轴为中心彼此对称，所述第二容器被设置为通过给定的隔壁而被分割成两个空间，并且所述两个空间分别形成供给部及排出部，两个所述第一容器及两个所述第二容器以所述旋转中心轴为中心被配置为十字形状，并被配置为分别以所述旋转中心轴为中心对称。
优选地，所述分离容器、所述供给部及所述排出部被配置在给定的平面上，所述旋转中心轴相对于所述平面垂直延伸，所述分离容器具备用于形成所述分离容器的多个第一容器，多个所述第一容器被配置为以旋转中心轴为中心彼此对称，所述供给部及所述排出部具备多个第二容器，多个所述第二容器被配置为以所述旋转中心轴为中心彼此对称，所述第二容器被设置为通过给定的隔壁而被分割成两个空间，并且所述两个空间分别形成供给部及排出部，多个所述第一容器及多个所述第二容器以所述旋转中心轴为中心被配置为彼此对称并呈圆环形状。
根据本发明的一实施例的离心分离方法为使用离心分离装置来分离体液及组织内的物质的离心分离方法，所述离心分离装置包括：分离容器，用于填充、分离及清洗给定的体液及组织，并被设置为以给定的旋转中心轴为中心进行圆周运动；供给部，与所述分离容器连接并用于向所述分离容器内供给清洗液；排出部，与所述分离容器连接并用于排出通过离心分离而分离出的物质；以及驱动装置，用于使所述分离容器、所述供给部及所述排出部以给定的旋转中心轴为中心旋转，
其中，所述离心分离方法包括：第一步骤，向分离容器内填充体液及组织；第二步骤，通过使所述分离容器、所述供给部及所述排出部以给定的旋转中心轴为中心旋转而分离物质；第三步骤，通过减小离心力而沿与离心力相反的方向对所述分离容器内的分离物质施加压力；以及第四步骤，通过与所述分离容器连接的排出口而将所述分离容器内的分离出的物质排出到所述排出部。
优选地，所述离心分离方法还包括第五步骤，通过增加旋转力而使分离容器内的活塞沿离心力方向移动并向分离容器内填充清洗液。
优选地，反复进行所述第一步骤至第四步骤；或通过反复进行所述第一步骤至第五步骤而反复进行物质的分离、清洗及分离。
本发明的一实施例的离心分离用容器为用于通过离心力的施加而分离物质的离心分离装置的分离容器，所述分离容器包括：缸体，其长度方向的一端被设置为开放的开口，并在另一端形成有排出口；盖体，用于密闭所述缸体的开口；活塞，被配置在所述缸体内；弹性部，被配置在所述盖体与所述活塞之间并用于对所述活塞施加弹性；活塞固定部，通过与所述活塞锁紧而固定所述活塞的位置；以及解除部，用于解除所述活塞固定部对活塞位置的固定，其中，当所述活塞位于缸体内的一位置上时，所述活塞固定部通过与所述活塞锁紧而固定所述活塞的位置，所述解除部随着离心力的施加而产生变位，从而解除所述活塞固定部对活塞的锁紧。
优选地，在所述活塞的侧面形成有锁紧槽，在所述缸体的侧面的一部分形成有根据所述活塞的变位而使所述锁紧槽露出的锁紧孔，在所述活塞固定部的一端包括形成有待连接到所述锁紧槽的闩锁部的锁紧臂，所述活塞固定部根据所述锁紧臂的变位来进行对所述活塞的位置的固定以及对位置固定的解除。
优选地，所述活塞固定部进一步包括：锁紧轴，被配置在所述锁紧臂的长度方向的中心区域上；以及弹簧，用于对所述锁紧臂的另一端施加弹性，所述锁紧臂根据所述弹簧的压缩及拉伸而以所述锁紧轴为中心产生角变位，当所述弹簧被拉伸时，所述锁紧臂的闩锁部通过所述锁紧槽向所述缸体内部突出，从而锁紧到形成于所述活塞的锁紧槽中，当所述弹簧被压缩时，所述锁紧臂的闩锁部从所述缸体内部脱离，从而解除所述锁紧槽与所述闩锁部之间的锁紧。
优选地，所述解除部被配置在所述缸体的外侧部，并被设置为沿所述缸体的长度方向产生变位，当施加离心力时，所述解除部从所述缸体的一端方向朝向另一端方向产生变位，从而对所述锁紧臂的另一端施加外力。
优选地，所述分离容器以位于与所述排出口邻近且在长度方向上相隔的一侧的旋转轴为中心旋转，从而沿长度方向受到离心力，而所述解除部随着所述离心力的施加而沿离心力方向产生变位，并且因没有复原机构而即使离心力减小也停止在变位后的位置上，从而维持锁紧的解除。
优选地，所述活塞被设置为与所述排出口邻接的面朝向内侧以圆锥状凹陷。
优选地，所述分离容器进一步包括外壳，所述外壳被设置在所述缸体的外侧并沿所述缸体的长度方向延伸，其中，所述外壳和所述缸体具有给定的间隔，从而具备能够使所述解除部移动的解除部通道，所述接触部被配置成顺着所述解除部通道沿所述缸体的长度方向移动。
优选地，所述分离容器具有如下的结构：其进一步包括外壳，所述外壳被设置在所述缸体的外侧并沿所述缸体的长度方向延伸，其中，所述解除部被设置在所述外壳的外侧而能够沿所述缸体的长度方向移动，所述外壳具备使所述锁紧孔露出的第二锁紧孔，所述锁紧臂的另一端露出到所述外壳的外侧，所述锁紧臂的闩锁部通过所述锁紧孔及所述第二锁紧孔向所述缸体内部突出，从而锁紧到形成于所述活塞的锁紧槽，所述弹簧被配置在所述外壳的外侧与所述锁紧臂的另一端之间，并对所述锁紧臂的另一端施加弹性，当所述解除部对所述锁紧臂的另一端施加压力时，所述弹簧被压缩而解除所述闩锁部与所述锁紧槽之间的锁紧。
发明效果
根据本发明的离心分离装置及离心分离***在分离容器的旋转过程中能够实现分离出的物质的排出及清洗。即，能够同时实现组织内物质的离心分离及物质的排出，无需为了排出物质而停止旋转。因此，在物质的排出过程中能够防止分离出的物质之间的再混合，因此能够更有效地实现物质的分离。此外，由于在分离容器的旋转过程中通过供给清洗液而实现分离物质的清洗，并在离心分离过程中能够反复进行这种清洗过程，因此能够分离出纯度更高且杂质少的物质。
附图说明
图1示出根据本发明的一实施例的离心分离装置的准备状态。
图2示意性地示出在根据本发明的一实施例的离心分离装置中连接有驱动装置和控制装置的状态。
图3示出在根据本发明的一实施例的离心分离装置中填充分离对象的状态。
图4示出根据本发明的一实施例的离心分离装置的离心分离状态。
图5示出在根据本发明的一实施例的离心分离装置中通过减速来排出分离物质的状态。
图6示出在根据本发明的一实施例的离心分离装置中通过加速旋转速度而填充清洗液的状态。
图7示出根据本发明的一实施例的离心分离装置的离心分离状态。
图8示出在根据本发明的一实施例的离心分离装置中通过减速来排出分离物质的状态。
图9示出根据本发明的一实施例的分离容器。
图10示出根据本发明的一实施例的分离容器。
图11示出根据本发明的一实施例的分离容器。
图12分解示出根据本发明的一实施例的分离容器。
图13示出根据本发明的一实施例的分离容器。
图14示出根据本发明的一实施例的分离容器。
图15示出根据本发明的一实施例的分离容器。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。
图1至图8示出根据本发明的一实施例的离心分离装置的形状，其示出按离心分离过程的装置工作及各种物质的移动。图1示出根据本发明的一实施例的离心分离装置的准备状态，图2示意性地示出连接有驱动装置和控制装置的状态。接着，图3示出填充分离对象的状态，图4示出离心分离状态，图5示出通过减速来排出分离物质的状态，图6示出通过加速旋转速度而填充清洗液的状态，图7示出离心分离状态，图8示出通过减速来排出分离物质的状态。
根据本发明的一实施例的离心分离装置为利用离心力来分离体液及组织内的物质的离心分离装置，所述离心分离装置包括分离容器100、供给部200、排出部300、阀400、驱动装置600和控制装置700，所述分离容器100包括活塞110和弹性部120。
分离容器100被配置成具有给定空间的容器形状的部件，使得能够填充给定的体液、组织和清洗液。在分离容器100内填充有给定的体液、组织和清洗液等，在所述分离容器100内实质上执行所述体液、组织等的分离以及利用清洗液的清洗等。所述分离容器100可具备多个，并被配置为以给定的旋转中心轴C为中心左右对称。
对分离容器100的详细结构进行说明则如下所述。
首先，分离容器100具有活塞110、弹性部120、供给口130、排出口140、缸体150、活塞固定部170和解除部180。
缸体150被设置成如同容器，其长度方向的一端部为开放的开口而开放内部空间，在另一端部形成有沿长度方向贯通的注入口130和排出口140。排出口140还同时具有注入口130的功能。
活塞110及弹性部120被配置在缸体150内。例如，如图1所示，当两个分离容器100被配置为相对于旋转中心轴C分别左右对称时，所述弹性部120被配置在左侧，活塞110与弹性部120连接并被配置在所述旋转中心轴与弹性部120之间。由此，所述弹性部120能够向所述旋转中心轴C方向对所述活塞110施加压力。
另外，所述活塞110可由具有比较重的重量的材质构成或者包括由这种材质构成的部件，以能够容易受到由离心分离装置的运转带来的离心力。即，在活塞110内可具备如给定的配重等的部件。
排出口140被设置为排出通过活塞110向旋转中心轴C方向加压的体液及组织、清洗液等。即，由于所述排出口140以所述分离容器100所旋转的旋转中心轴C为中心位于比活塞110更靠内侧，因此可通过所述排出口140排出因所述活塞110及弹性部120而受到加压力的缸体150内的物质。
另外，可通过所述排出口140注入体液、组织及清洗液等，所述排出口140也可以起到供给口130的作用。即，所述供给口130和排出口140通过相同的部件实现供给和排出，从而可由相同的部件构成。即，例如可具备如给定的孔等的部件，通过所述孔能够实现对所述分离容器100供给清洗液等以及从所述分离容器100排出给定物质，所述孔同时起到供给口130和排出口140的作用。
活塞固定部170固定所述活塞，使得在初期填充组织及体液之后组织及体液不会受到由活塞110引起的不必要的加压。当因填充所述组织及体液而活塞110变位并所述活塞110达到给定的位置时，所述活塞固定部170可通过约束所述活塞110来固定活塞110的位置。
另外，具备解除部180，并且被设置为当通过驱动给定的驱动装置600而对解除部180施加离心力时，能够解除所述活塞固定部170对活塞110的约束，其具体方式及结构将在后面叙述。
根据如上所述的结构，在填充有组织及体液等而根据本发明的离心分离装置处于工作待机状态时，能够防止因组织及体液受到不必要的加压而排出或漏出。另外，关于所述分离容器100的运转的具体实施方式与对后述的分离容器100进行说明的情况相同，详细的事项将在后面叙述。
供给部200与所述分离容器100连接，并被设置为能够将给定的清洗液供给并注入到所述分离容器100内。供给部200被设置为能够供给定的清洗液填充并使所述清洗液注入到所述分离容器100内。由此，所述供给部200具有如给定的管道等结构的供给管道210，所述供给管道210与所述分离容器100连接。此时，所述供给管道210可与设置于所述分离容器100的供给口130连接。
关于供给部200内的清洗液注入到分离容器100内的机制及原理如上所述。即，通过供给口130注入清洗液，所注入的清洗液克服弹性部120的弹性并推动活塞110的同时注入到缸体150内部。
排出部300被设置为可与所述分离容器100连接，并从所述分离容器100排出通过离心分离而分离出的清洗液及组织等物质。
即，被设置为可通过所述供给部200向所述分离容器100供给清洗液，与此相反地，排出部300与所述分离容器100连接，并从所述分离容器100排出通过离心分离而分离出的清洗液及组织等物质。所述排出部300具有给定的储存空间，以能够储存被排出的清洗液、组织等。
另外，所述排出部300具有如给定的管道等结构的排出管道310，使得随着离心分离从所述分离容器100向所述排出部300运送所述细胞等，所述排出管道310与所述分离容器100连接。此时，所述排出管道310可与设置于所述分离容器100的排出口140连接。
分离出的物质被分离容器100内的活塞110推挤推动而通过排出口140并经排出管道310排出到排出部300。关于具体的机制及原理将在后面叙述。
另外，所述供给部200及排出部300可被设置为在一个容器内彼此隔着给定的隔壁而分离出空间的给定的容器形状，所述容器被配置为以给定的旋转中心轴C为中心对称。由此，所述分离容器100、供给部200及排出部300整体上可具有以旋转中心轴为中心交叉的配置，从而被配置为十字形状。
另外，具备连接部500，所述连接部500分别连接所述分离容器100、供给部200及排出部300，并具有给定的连接结构，从而能够实现顺利的旋转。由此，所述分离容器100、供给部200及排出部300可具有通过所述连接部500连接的圆环形状的配置。即，分离容器100、供给部200及排出部300可以以给定的旋转中心轴为中心环绕而排列成圆形，所述连接部具有分别连接分离容器100、供给部200及排出部300之间的结构。
即，具体而言，对根据本发明的离心分离装置来说，所述分离容器100、供给部220及排出部300被配置在给定的平面上，所述旋转中心轴C相对于所述平面垂直延伸。此时，关于所述分离容器100，形成所述分离容器100的两个第一容器M被配置为以所述旋转中心轴C为中心彼此对称，所述供给部200及排出部300被设置在在给定的第二容器N内，所述第二容器N具备两个，并且两个所述第二容器N被配置为以所述旋转中心轴C为中心彼此对称。此时，对两个所述第一容器M及两个第二容器N的配置来说，可以以所述旋转中心轴为中心被配置为十字(+)形状，并具有被配置在彼此以旋转中心轴C为中心对称的位置上的方式。另外，各个所述第二容器N被设置为通过给定的隔壁而被分割成两个空间，所述两个空间分别形成供给部200及排出部300。
另外，如上所述的方式为分别具备两个所述第一容器M及第二容器N时的配置，可具备任意个数的第一容器M及第二容器N，因此第一容器M和第二容器N可被配置为以给定的旋转中心轴C为中心包围旋转中心轴C的圆环形状。此时，可具有以旋转中心轴C为中心对称的配置，使得容易实现以旋转中心轴C为中心的旋转。即，优选具有如下的配置：即以旋转中心轴C为中心，第一容器M被配置为在直径方向上彼此对称地相对，并且第二容器N被配置为在直径方向上彼此对称地相对，但并不限定于此。
阀400被设置在所述供给部200及排出部300与所述分离容器100之间，从而控制所述供给部200及排出部300与所述分离容器100之间的流通。具体而言，所述阀400可被设置在所述供给管道210及排出管道310上，从而控制清洗液从所述供给部200到分离容器100的供给以及清洗液、组织及细胞等从分离容器100到所述排出部300的排出。
此时，如图1所示，所述阀400可包括：供给阀410，被设置在供给管道210上；以及排出阀420，被设置在排出管道310上。
所述供给阀410及排出阀420分别可以是单向阀。即，供给阀410可以是仅开放从供给部200向分离容器100注入的方向而不会使清洗液逆流的阀，并且排出阀420可以是仅开放从分离容器100向排出部300排出的方向的阀。
驱动装置600使所述分离容器100、供给部200及排出部300旋转。所述驱动装置600例如可包括：电动机；电源装置，用于向所述电动机供给电力；以及给定的连接机构，连接所述电动机和所述分离容器100并传递所述电动机的旋转力。所述驱动装置600可使所述分离容器100以旋转中心轴C为中心旋转。
此时，旋转中心轴C位于分离容器100、供给部200及排出部300的外部。即，如图1所示，所述分离容器100、供给部200及排出部300以位于外部的给定的旋转中心轴C为中心旋转。
此时，所述驱动装置600可以相对于分离容器100、供给部200及排出部300的垂直方向设置。这表示分离容器100、供给部200及排出部300的设置形成给定的平面，所述驱动装置600以相对于所述平面的垂直方向设置。在此，垂直方向设置的是由驱动装置600产生的旋转的旋转中心轴，并不表示驱动装置600必须以直角方式直立或位于垂直方向上。
在此，驱动装置600的旋转中心轴C可以是所述分离容器100、供给部200及排出部300的位置的中心部。即，如上所示，分离容器100、供给部200及排出部300可以以十字(+)形状配置，在所述十字中心配置有驱动装置600的旋转中心轴。由此，能够容易实现利用离心力的物质的分离及清洗、注入，详细的事项将在后面叙述。
控制装置700通过控制所述驱动装置600的驱动来控制所述分离容器100、供给部200及排出部300的旋转。由此，所述控制装置700可通过控制所述驱动装置600的驱动而调节所述分离容器100的旋转速度，并使所述分离容器100以给定的所需速度旋转。所述控制装置700可由一种运算装置及CPU等构成，可根据由传感器或给定的压力提供的信号来控制驱动装置600的驱动。
优选地，所述控制装置700可控制所述阀400的开闭，并根据所述分离容器100的旋转速度来开闭所述阀400，从而使所述分离容器100内的分离出的物质通过排出部300排出。另外，也可以通过所述控制装置700来调节所述弹性部120的加压力。即，所述控制部可调节由所述弹性部120施加的弹性力及加压力的强度。
示意性地表示控制装置700和驱动装置600则如图2所示。即，驱动装置600可施加旋转力，使得通过旋转中心轴C实现如Q那样的旋转，控制装置700控制驱动装置600的运转。虽然没有明确地表示该方式，但控制装置700和驱动装置600构成根据本发明的离心分离装置及离心分离***的一部分，并不限定该方式。
另外，可具备给定的外部注入口800、注入管道810、三通阀820及给定的注入阀830等，使得能够向所述分离容器100内填充组织及体液等，其可具有如图1所示的连接结构。即，外部注入口800可通过注入管道810与供给管道210连接，并且通过三通阀820与供给管道210连接。此外，在注入管道810上同样可设置有给定的注入阀830。
下面，对根据本发明的离心分离装置的运转进行说明。
根据本发明的离心分离装置及离心分离***在排出部300具备阀400，通过控制装置700控制分离容器100的旋转及所述阀400的开闭，从而能够实现在用于离心分离的分离容器100的旋转过程中分离出的物质的排出。
首先，如图3所示，向所述分离容器100内填充组织及体液等。在此，组织及体液等的填充可利用注射器等外部注入机构通过外部注入口800来实现，当从外部注入口800向分离容器100内部供给组织及体液时，所述三通阀820连接所述外部注入口800和所述分离容器100，当完成注入时，所述三通阀820连接所述分离容器100和供给部200。
此外，所述组织及体液的供给可以以如下方式实现：即如图3所示，通过对由所述弹性部120支撑的活塞120施加压力而如箭头P1那样推动活塞120。另外，当推动活塞110而达到活塞固定部170所处的位置时，固定活塞110的位置。
接着，如图4所示，使分离容器100、供给部200及排出部300如箭头Q1那样旋转。如图4所示，在用于离心分离的分离容器100的旋转过程中，由于离心力而组织内的物质按比重分离出，并且物质的分离可以以如下方式实现：即脂肪等较重的物质聚集到旋转轴的外侧，较轻的物质聚集到旋转轴的内侧。
此外，由于这种旋转而所述解除部180受到离心力并向外侧移动，通过使活塞固定部170工作而解除活塞110的固定。此时，尽管活塞110未固定，但由于离心力和弹性部120的弹性而所述活塞110的位置被固定，从而不会对组织及体液施加压力。
接着，如图5所示，当减小所述分离容器100的旋转速度时，施加到所述组织及活塞110的离心力减少，由此通过弹性部作用于所述活塞110的弹性超过离心力而活塞110如箭头P2那样向内侧对所述分离出的物质施加压力。
由此，如图5所示，靠近旋转中心轴的物质如箭头A那样比位于外侧的物质先排出到排出部300，由此能够实现物质的分离排出。
此时，通过所述排出口140排出的物质从最轻的物质开始排出。即，由于较重的物质因旋转而位于外侧，并且较轻的物质因旋转而位于内侧，因此通过排出口140从较轻的物质开始排出。
截至排出所需的物质为止调节旋转及离心力，由此能够排出任意物质。当完成该物质的排出时，可维持给定的旋转速度并使活塞110停止在实现离心力和弹性的均衡的位置上，从而中断物质的排出。此外，根据情况，也可以通过切断阀400来中断物质的排出。
另外如上述，在执行一次离心分离之后，能够再次加快旋转，在该过程中可向分离容器100供给填充到供给部200中的清洗液等。
即，如图6所示，向分离容器100内填充清洗液。此时，作为一例，当再次加快分离容器100的旋转速度时，活塞110从旋转中心轴C远离，降低缸体150内的压力。由此，填充到供给部200中的清洗液如箭头B那样供给到分离容器100中。由此，清洗液与残留在分离容器100中的物质混合，并如Q2那样旋转且将旋转维持为给定速度，从而如图7所示，能够再次实现清洗液与残留物质之间的分离。
之后，再次执行上述的离心分离过程。即，如图8所示，当减小旋转速度时，因比重较小而与旋转中心轴邻接的清洗液如箭头B那样排出到排出部300，由此仅剩下残留物质。在该过程中，由于实现残留物质与清洗液的混合及清洗液的排出，因此能够执行所述残留物质的清洗。即，通过反复进行这种过程，能够反复执行残留物质的清洗并获得纯度更高且杂志少的物质。特别是，由于在从经酶处理的脂肪组织中分离干细胞的情况下必须进行清洗，因此这种清洗过程的执行可以是非常有效的。
在这种离心分离过程中，所述控制装置700可通过适当地调节分离容器100的旋转而实现分离及排出，并且通过控制所述阀400的开闭而执行所述组织的供给及物质的排出。
根据本发明的离心分离装置，能够实现在分离容器100的旋转过程中分离出的物质的排出及清洗。即，能够同时实现组织内物质的离心分离及物质的排出、清洗。因此，能够改善离心分离装置的使用效率。
另外，由于在不停止分离容器100的旋转的情况下实现用于离心分离的旋转的过程中实现物质的排出，而无需为了排出物质而停止分离容器100的旋转，因此能够更可靠地实现物质的分离。即，由于在为了排出物质而停止分离容器100的情况下，停止对物质施加离心力，因此分离出的物质再次混合而无法可靠地实现物质的分离。由于根据本发明的离心分离装置及离心分离***在用于离心分离的分离容器100的旋转过程中，通过仅调节旋转速度而实现分离出的物质的排出，因此如上所述在物质的排出过程中能防止物质之间的再混合，由此能够更可靠且有效地实现物质的分离。
此外，如上述，通过供给清洗液而实现分离物质的清洗，这可根据需要反复执行，因此能够实现纯度更高且杂质少的物质的分离。
根据本发明的离心分离装置可以以***来实现。即，根据本发明的一实施例的离心分离***为利用离心力分离体液及组织内的物质的离心分离***，其包括：分离容器100，用于填充、分离及清洗给定的体液及组织，并被设置为以给定的旋转中心轴为中心进行圆周运动；供给部200，与所述分离容器100连接并向所述分离容器100内供给清洗液；排出部300，与所述分离容器100连接并排出通过离心分离而分离出的物质；阀400，用于控制所述供给部200及排出部300与所述分离容器100之间的流通；驱动装置600，用于使所述分离容器100、供给部200及排出部300以给定的旋转中心轴为中心旋转并以相对于所述分离容器100、供给部200及排出部300的垂直方向设置；以及控制装置700，用于控制所述驱动装置600的驱动，所述分离容器100包括：活塞110，以所述旋转中心轴为中心被配置在外侧部；以及弹性部120，被配置在所述活塞110的外侧并沿与离心力相反的方向对所述活塞110施加压力，在所述分离容器100的旋转过程中可开闭所述阀400，从而所述分离容器100内的分离出的物质通过所述排出部300排出。
优选地，所述控制装置700通过控制所述驱动装置600的驱动而调节所述分离容器100的旋转速度，并根据所述分离容器100的旋转速度来开闭所述阀400，从而调节所述分离容器100内的分离出的物质的排出。
根据本发明的一实施例的离心分离方法为分离组织内的物质的离心分离方法，其包括：第一步骤，向分离容器100内填充体液及组织；第二步骤，使分离容器100、供给部200及排出部300以给定的旋转中心轴为中心旋转；第三步骤，通过使旋转力减小而沿与离心力相反的方向对所述分离容器100内的组织施加压力；以及第四步骤，通过与所述分离容器100连接的排出口140而将所述分离容器100内的分离出的物质排出到所述排出部300。
优选地，根据本发明的一实施例的离心分离方法可包括第五步骤，通过增加旋转力并使分离容器100内的活塞120沿离心力方向移动而将清洗液填充到分离容器100中。此时，如上述那样，清洗液可被填充到供给部200内，可先执行向所述供给部200填充清洗液的给定步骤。填充清洗液的步骤可与向所述分离容器100填充组织及体液的第一步骤同时执行，但并不限定于此。
另外如上述，可反复进行所述第一步骤至第四步骤或可通过反复进行所述第一步骤至第五步骤来反复进行物质的分离、清洗及分离。
根据本发明的离心分离方法可通过上述的离心分离装置及离心分离***来执行。并且，根据本发明的离心分离方法具有与上述的离心分离装置及***相同的效果。即，改善离心分离效率，在离心分离过程中实现分离出的物质的排出并反复进行物质的清洗，从而能够改善物质分离的可靠性及效率。
图9至图11示出根据本发明的一实施例的分离容器100，图12分解示出根据本发明的一实施例的分离容器100。
下面，对根据本发明的离心分离装置中使用的所述分离容器100进行更具体说明。所述离心分离装置的分离容器100可配置成独立的额外的装置。下述关于分离容器100的说明可适用于所述离心分离装置的分离容器100，所述分离容器100并不一定用于根据本发明的离心分离用装置，因此分离容器100可与离心分离用装置不同地独立使用。
根据本发明的分离容器100为可用于通过离心力的施加而分离出物质的离心分离装置的分离容器100，其包括缸体150、盖体160、活塞110、弹性部120、活塞固定部170及解除部180。在此，由于对缸体150、盖体160、活塞110、弹性部120、活塞固定部170及解除部180的说明与上述相同，因此省略或简略该说明，在此主要对更具体的结构进行说明。
在所述缸体150的侧面一部分形成有锁紧孔152。锁紧孔152配置成贯通缸体150的侧面的孔。
具备用于密闭所述开口的盖体160。作为一例，所述盖体160可通过给定的螺纹连接与形成有所述开口的端部连接。
如上述所说明那样，所述活塞110具有给定的密封圈112(seal ring)，从而能够与缸体150的内壁紧贴。
另外，活塞110的前面部被设置为以圆锥状凹陷。在此，前面部可理解为与所述排出口140邻接的面。即，所述活塞110的与排出口140邻接的面可被设置为向内侧凹进。通过设置所述凹进面，从而能够容易收容被收容在缸体内的组织中的分离出的细胞等。
在所述活塞110的侧面可形成有锁紧槽114。即，如图9所示，所述活塞110可在与所述缸体150接触的活塞110的侧面形成有锁紧槽115，所述锁紧槽115被配置成给定的槽。在所述活塞110的侧面周围可形成有锁紧槽114，并且至少在某一部分可形成有所述锁紧槽114。
活塞固定部170通过与所述活塞110锁紧而固定所述活塞110的位置。所述活塞固定部170包括配置成给定的杆(bar)状的锁紧臂172(arm)。所述锁紧臂172具有给定的长度，并在长度方向的一端形成有与所述锁紧槽114连接并锁紧的闩锁部174。
所述解除部180可配置成包围所述分离容器100的侧部的环状部件，使得随着所述分离容器100的旋转受到离心力而产生变位，但并不限定于此。并且，所述解除部180可配置成具有给定重量的部件，使得容易受到离心力。
另外，如图9至11所示，给定的外壳190可被设置在缸体150的外侧，并与缸体150具有给定的间隔，从而外壳190和缸体150具有如同双重管的结构。此时，所述间隔可起到解除部通道192的作用。即，解除部180可设置在外壳190与缸体150之间的解除部通道192中，并沿所述解除部通道192移动。此时，分离容器100可通过外壳190与其它部件及装置连接。通过具备这种解除部通道192，能够使解除部180移动而不会受到其它部件、部分的干涉。
活塞固定部170对活塞110位置的固定可以以如下方式实现。
随着活塞110在缸体150内部移动，形成在所述活塞110的侧面上的锁紧槽114通过所述锁紧孔152露出到外侧。在此，“随着活塞110的移动而露出所述锁紧槽114”是指当随着所述活塞110沿所述缸体150的长度方向进行位置移动而处于形成有锁紧孔152的位置时，通过所述锁紧孔152露出形成在所述活塞110的侧面上的锁紧槽114。当然，当活塞110进行位置移动并到达未形成有锁紧孔152的位置时，所述锁紧槽114被缸体150的侧面遮挡。
当通过锁紧孔152露出锁紧槽114时，所述锁紧臂172的闩锁部174被卡止在锁紧槽114中而实现锁紧，并且也可以根据锁紧臂172的变位而解除锁紧。由此，待配置所述活塞固定部170的位置为具备所述锁紧孔152的位置。
此时，具体而言可通过如下的锁紧臂172的更详细结构来实现基于所述锁紧臂172的变位的锁紧的实现及解除。
所述活塞固定部170进一步包括：锁紧臂172；闩锁部174，被设置在锁紧臂172的一端；锁紧轴176，被配置在所述锁紧臂172的长度方向的中心区域上；以及弹簧178，对所述锁紧臂172的另一端施加弹性，所述锁紧臂172被设置为根据所述弹簧178的压缩及拉伸而以所述锁紧轴176为中心进行角运动。
当所述弹簧178被拉伸时，使所述锁紧臂172的另一端上升，所述锁紧臂172的闩锁部174通过所述锁紧孔向所述缸体150的内部突出。因此，闩锁部174被锁紧到形成在所述活塞110上的锁紧槽114中。
相反，当所述弹簧178被压缩时，所述锁紧臂172的闩锁部174可从所述缸体150内部脱离，从而解除所述锁紧槽114与所述闩锁部174之间的锁紧。即，当因解除部180的作用而所述弹簧178被压缩并所述锁紧臂172的另一端部下降时，所述闩锁部174从锁紧孔162脱离，从而能够解除锁紧臂172与锁紧槽114之间的锁紧。
此时，所述弹簧178可被配置在所述缸体的外侧与所述锁紧臂172的另一端之间，从而对锁紧臂172施加弹性。此时，如图8至图10所示，所述弹簧178可被配置为连接到缸体150与锁紧臂172之间，锁紧臂172位于所述解除部通道192内。
此时，如图9及图11中箭头S、T所示，所述锁紧臂172可以以配置成给定的轴的锁紧轴176为中心旋转而进行角変位。所述锁紧轴176被连接在所述锁紧臂172的中心部位置上，但并不限定于此。另外，锁紧轴176可具有如下的结构：即通过如给定的夹具等连接机构而连接并固定在所述分离容器100中，并且所述锁紧臂172能够以所述锁紧轴176为中心转动。
解除部180的具体操作如下所述。
当施加离心力时，所述解除部180可通过从所述缸体150的一端方向朝向另一端方向移动而对所述锁紧臂172的另一端施加外力，从而使所述弹簧178压缩。在此，“从一端方向朝向另一端方向”可理解为从缸体150的形成有排出口140的方向朝向形成有盖体160的方向。即，由于在所述解除部180的移动路径上可配置有所述锁紧臂172而具有使锁紧臂172变位的结构。通过所述解除部180按压所述锁紧臂172的另一端而使所述弹簧178压缩，从而所述锁紧臂172能够从所述锁紧槽114脱离。
所述解除部180的移动可在分离容器100的旋转即离心分离过程中实现。
鉴于此，对这种结构的所述分离容器100的操作进行说明则如下所述。
利用外部注入机构且通过所述外部注入口800及注入口130来注入给定的组织及体液。在此，如上述，排出口140可以是与上述的注入口130相同的部分。由此，如图10所示，当所述活塞110如箭头M那样后退并到达配置有所述活塞固定部170的位置时，所述锁紧臂172的闩锁部174被卡止在形成于所述活塞110的锁紧槽114中而被锁紧并位置固定。在此，如箭头S所示，弹簧178被赋予弹性而实现锁紧。
接着，如图11所示，当所述解除部180受到离心力而移动时，到达所述锁紧臂172。当解除部180使锁紧臂172如箭头T那样进行角変位时，解除所述闩锁部174与锁紧槽114之间的锁紧。此时，如果离心力减小，则因所述弹性部120而所述活塞110如箭头N那样前进，从而内部的分离物质通过所述排出口140排出。此时，由于解除部180不会复原，因此前述的活塞的锁紧解除仅在最初执行一次。
图13至图15示出根据本发明的另一实施例的分离容器100A。
图13至图15的分离容器100A具有与图9至图12中所说明的分离容器100相似的结构及操作。
因此，在图13至图15所示的分离容器100A中，避免关于具有各个附图标记的部件的说明及操作中的与所述分离容器100有关的说明重复的说明。即，关于图13至图15所示的各个部件的说明，参照图9至图12。以下，对作为区别点的外壳190A、解除部180A、闩锁部172A、闩锁部174A、锁紧轴176A及弹簧178A进行说明。
图13至图15所示的分离容器100A与图9至图10所示的分离容器100的区别点在于，图13至图15的分离容器100A具备用于包围缸体150的外侧的所述外壳190A，所述外壳190A与缸体150之间邻接而不另行具备所述解除部通道192，解除部180A沿所述外壳190A的外侧移动。
即，在缸体150外侧可具备给定的外壳190A，所述解除部180A被配置在所述外壳190A的外侧，所述解除部180A沿所述外壳190A的外侧在缸体150的长度方向上移动。
此时，锁紧臂172A被配置为闩锁部174A位于缸体150内部，另一端部位于外壳190A的外部。即，锁紧臂172A的另一端可露出到外壳190A的外侧，锁紧臂172A的闩锁部通过所述锁紧孔152及第二锁紧孔194向所述缸体150内部突出，从而所述锁紧臂172A的闩锁部锁紧在形成于所述活塞110的锁紧槽114中。并且，弹簧178A被配置在外壳190A与锁紧臂172A的另一端部之间而施加弹性。此外，锁紧轴176A可与外壳190A连接。
由于锁紧臂172A的另一端部露出到外壳190A的外部，因此可通过解除部180A来操作。并且，由于所述锁紧臂172A的闩锁部174可位于缸体150的内部并与活塞110连接，因此与形成于所述缸体150的侧部的锁紧孔152对应地，具有与锁紧孔152连通的第二锁紧孔194。
“通过解除部180A对锁紧臂172A的另一端部施加压力而使弹簧176A被压缩，从而可解除闩锁部174A与锁紧槽114之间的卡止”这一特征与通过上述图9至图11来说明的内容相同。
以上对优选实施例进行了图示并说明，但本发明并不限定于上述的特定实施例。当然，在不脱离权利要求书所要求保护的本发明的主旨范围内，可由本发明所属技术领域的普通技术人员来进行各种变形实施，而且不应当从本发明的技术思想或前景中单独理解这种变形实施。

Claims (18)

1.一种离心分离装置，其利用离心力来分离体液及组织内的物质，其中，
所述离心分离装置包括：
分离容器，其用于填充、分离及清洗给定的体液及组织，并被设置为以给定的旋转中心轴为中心进行圆周运动；
供给部，其与所述分离容器连接并用于向所述分离容器内供给清洗液；
排出部，其与所述分离容器连接并用于排出通过离心分离而分离出的物质；
阀，其用于控制所述供给部及所述排出部与所述分离容器之间的流通；
驱动装置，其用于使所述分离容器、所述供给部及所述排出部以给定的旋转中心轴为中心旋转，并以相对于所述分离容器、所述供给部及所述排出部的垂直方向设置；以及
控制装置，其用于控制所述驱动装置的驱动，
所述分离容器包括：
活塞，其以所述旋转中心轴为中心被配置在外侧部；以及
弹性部，其被配置在所述活塞的外侧并沿与离心力相反的方向对所述活塞施加压力。
2.根据权利要求1所述的离心分离装置，其中，
所述控制装置通过控制所述驱动装置的驱动来调节所述分离容器、所述供给部及所述排出部的旋转速度。
3.根据权利要求2所述的离心分离装置，其中，
当所述驱动装置的旋转速度增加时，分离容器的活塞沿离心力方向移动，从而使清洗液从供给部移动及填充到分离容器中，
当所述驱动装置的旋转速度减少时，所述弹性部使所述分离容器的活塞沿与离心力相反的方向移动，从而使所述分离容器内的分离出的物质排出到排出部。
4.根据权利要求3所述的离心分离装置，其中，
所述分离容器包括与所述排出部连接并能够排出物质的排出口，
所述排出口以所述旋转中心轴为中心被配置在内侧。
5.根据权利要求1所述的离心分离装置，其中，
所述分离容器具备活塞固定部，所述活塞固定部限制由所述弹性部引起的所述活塞的变位，使得所述活塞被固定在给定位置上。
6.根据权利要求5所述的离心分离装置，其中，
当所述活塞到达给定位置时，所述活塞固定部通过对所述活塞的约束来固定活塞的位置，
当通过所述驱动装置的驱动而施加离心力时，所述活塞固定部解除所述约束。
7.根据权利要求1所述的离心分离装置，其中，
所述分离容器、所述供给部及所述排出部被配置在给定的平面上，
所述旋转中心轴相对于所述平面垂直延伸，
所述分离容器具备两个用于形成所述分离容器的第一容器，两个所述第一容器被配置为以旋转中心轴为中心彼此对称，
所述供给部及所述排出部具备两个第二容器，两个所述第二容器被配置为以所述旋转中心轴为中心彼此对称，所述第二容器被设置为通过给定的隔壁而被分割成两个空间，并且所述两个空间分别形成供给部及排出部，
两个所述第一容器及两个所述第二容器以所述旋转中心轴为中心被配置为十字形状，并被配置为分别以所述旋转中心轴为中心对称。
8.根据权利要求1所述的离心分离装置，其中，
所述分离容器、所述供给部及所述排出部被配置在给定的平面上，
所述旋转中心轴相对于所述平面垂直延伸，
所述分离容器具备多个用于形成所述分离容器的第一容器，多个所述第一容器被配置为以旋转中心轴为中心彼此对称，
所述供给部及所述排出部具备多个第二容器，多个所述第二容器被配置为以所述旋转中心轴为中心彼此对称，所述第二容器被设置为通过给定的隔壁而被分割成两个空间，并且所述两个空间分别形成供给部及排出部，
多个所述第一容器及多个所述第二容器以所述旋转中心轴为中心被配置为彼此对称并呈圆环形状。
9.一种离心分离方法，其使用离心分离装置来分离体液及组织内的物质，所述离心分离装置包括：
分离容器，其用于填充、分离及清洗给定的体液及组织，并被设置为以给定的旋转中心轴为中心进行圆周运动；
供给部，其与所述分离容器连接并用于向所述分离容器内供给清洗液；
排出部，其与所述分离容器连接并用于排出通过离心分离而分离出的物质；以及
驱动装置，其用于使所述分离容器、所述供给部及所述排出部以给定的旋转中心轴为中心旋转，
其中，所述离心分离方法包括：
向分离容器内填充体液及组织的第一步骤；
通过使所述分离容器、所述供给部及所述排出部以给定的旋转中心轴为中心旋转而分离物质的第二步骤；
通过减小离心力而沿与离心力相反的方向对所述分离容器内的分离物质施加压力的第三步骤；以及
通过与所述分离容器连接的排出口而将所述分离容器内的所分离出的物质排出到所述排出部的第四步骤。
10.根据权利要求9所述的离心分离方法，其中，
所述离心分离方法还包括通过增加旋转力而使分离容器内的活塞沿离心力方向移动并向分离容器内填充清洗液的第五步骤。
11.根据权利要求10所述的离心分离方法，其中，
反复进行所述第一步骤至第四步骤；或
通过反复进行所述第一步骤至第五步骤而反复进行物质的分离、清洗及分离。
12.一种分离容器，其用于通过离心力的施加而分离物质的离心分离装置，
所述分离容器包括：
缸体，其长度方向的一端被设置为开放的开口，并在另一端形成有排出口；
盖体，其用于密闭所述缸体的开口；
活塞，其被配置在所述缸体内；
弹性部，其被配置在所述盖体与所述活塞之间并用于对所述活塞施加弹性；
活塞固定部，其通过与所述活塞锁紧而固定所述活塞的位置；以及
解除部，其用于解除所述活塞固定部对活塞位置的固定，
其中，当所述活塞位于缸体内的一位置上时，所述活塞固定部通过与所述活塞锁紧而固定所述活塞的位置，
所述解除随着离心力的施加而产生变位，从而解除所述活塞固定部对活塞的锁紧。
13.根据权利要求12所述的分离容器，其中，
在所述活塞的侧面形成有锁紧槽，
在所述缸体的侧面的一部分上形成有根据所述活塞的变位而使所述锁紧槽露出的锁紧孔，
在所述活塞固定部的一端包括形成有待连接到所述锁紧槽的闩锁部的锁紧臂，
所述活塞固定部根据所述锁紧臂的变位来进行对所述活塞的位置的固定以及对位置固定的解除。
14.根据权利要求13所述的分离容器，其中，
所述活塞固定部进一步包括：
锁紧轴，其被配置在所述锁紧臂的长度方向的中心区域上；以及
弹簧，其用于对所述锁紧臂的另一端施加弹性，
所述锁紧臂根据所述弹簧的压缩及拉伸而以所述锁紧轴为中心产生角变位，
当所述弹簧被拉伸时，所述锁紧臂的闩锁部通过所述锁紧槽向所述缸体的内部突出，从而锁紧到形成于所述活塞的锁紧槽中，
当所述弹簧被压缩时，所述锁紧臂的闩锁部从所述缸体内部脱离，从而解除所述锁紧槽与所述闩锁部之间的锁紧。
15.根据权利要求14所述的分离容器，其中，
所述解除部被配置在所述缸体的侧部，并被设置为沿所述缸体的长度方向产生变位，
当施加离心力时，所述解除部从所述缸体的一端方向朝向另一端方向产生变位，从而对所述锁紧臂的另一端施加外力。
16.根据权利要求12所述的分离容器，其中，
所述活塞被设置为与所述排出口邻接的面朝向内侧凹进。
17.根据权利要求12所述的分离容器，其中，
所述分离容进一步包括外壳，所述外壳被设置在所述缸体的外侧并沿所述缸体的长度方向延伸，
其中，所述外壳和所述缸体具有给定的间隔，从而具备能够使所述解除部移动的解除部通道，
所述接触部被配置成顺着所述解除部通道沿所述缸体的长度方向移动。
18.根据权利要求14所述的分离容器，其中，
所述分离容器进一步包括外壳，所述外壳被设置在所述缸体的外侧并沿所述缸体的长度方向延伸，
其中，所述解除部被设置在所述外壳的外侧而能够沿所述缸体的长度方向移动，
所述外壳具备使所述锁紧孔露出的第二锁紧孔，
所述锁紧臂的另一端露出到所述外壳的外侧，所述锁紧臂的闩锁部通过所述锁紧孔及所述第二锁紧孔向所述缸体的内部突出，从而锁紧到形成于所述活塞的锁紧槽，
所述弹簧被配置在所述外壳的外侧与所述锁紧臂的另一端之间，并对所述锁紧臂的另一端施加弹性，
当所述解除部对所述锁紧臂的另一端施加压力时，所述弹簧被压缩而解除所述闩锁部与所述锁紧槽之间的锁紧。
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